UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS DEPARTAMENTO DE FÍSICA

FÍSICA I E Prof. Dr. Hidembergue Ordozgoith da Frota Mestrando Teonis Silva de Paiva

Segunda Lista de Exercícios Entrega: 25/04/2012

1. Duas forças horizontais agem sobre um bloco de madeira de 2,0 kg que pode deslizar sem atrito

na bancada de uma cozinha, situada em um plano xy. Uma das forças é (a)

. Determine a aceleração do bloco em termos dos vetores unitários se a

outra força é (a) , e (c)

2. Uma partícula de 2,0 kg se move ao longo de um eixo x sob a ação de uma força variável. A posição da partícula é dada por

, com x em metros e t em segundos. O fator c é uma constante. No instante t = 3,0 s a força que age sobre a partícula tem um módulo de 36 N e aponta no sentido negativo do eixo x. Qual é o valor de c?

3. Um bloco começa a subir um plano inclinado sem atrito com uma velocidade inicial

O ângulo do plano inclinado é (a) Que distância vertical o bloco consegue subir? (b) Quanto tempo o bloco leva para atingir esta altura? (c) Qual é a velocidade do bloco ao chegar de volta ao ponto de partida?

4. Um balão de ar quente de massa M desce verticalmente com uma aceleração para baixo de modulo a. Que massa (lastro) deve ser jogada para fora para que o balão tenha uma aceleração para cima de módulo a? Suponha que a força vertical para cima do ar quente sobre o balão não muda com a perda de massa.

5. A ao lado mostra uma máquina de Atwood, na qual dois recipientes estão ligados por uma corda (de massa desprezível) que passa por uma polia sem atrito (também de massa desprezível). No instante t = 0 o recipiente 1 tem uma massa de 1,30 kg e o recipiente 2 tem uma massa de 2,80 kg, mas o recipiente 1 está perdendo massa (por causa de um vazamento) a uma taxa constante de 0,200 kg/s. Com que taxa o módulo da aceleração dos recipiente está variando (a) em t= 0 e (b) em t=3,00 s? (c) Em que instante a aceleração atinge o valor máximo?

6. Na figura ao lado, uma caixa de cereal Cheerios (massa mc=1,0 kg) e uma caixa de cereal Wheaties (massa mW=3,0 kg) são aceleradas sobre uma superfície horizontal por uma força

horizontal aplicada à caixa de cereal Cheerios. O módulo da força de atrito que age sobre a caixa de Cheerios é de 2,0 N, e o módulo da força de atrito que age sobre a caixa de Wheaties é de

4,0 N. Se o módulo de é de 12 N, qual é o módulo da força que a caixa de Cheerios exerce sobre a caixa de Wheaties?

7. Um barco de 1000 kg está navegando a 90 km/h quando o motor é desligado. O módulo da força

de atrito entre o barco e a água é proporcional à velocidade do barco: , onde está em metros por segundo e em newtons. Determine o tempo necessário para o barco reduzir a velocidade para 45 km/h.

8. Calcule a razão entre a força de arrasto experimentada por um avião a jato voando a 1000 km/h a uma altitude de 10 km e a força de arrasto experimentada por um avião a hélice voando com metade da velocidade e a metade da altitude. A densidade do ar é de 0,38 kg/m3 a 10 10 km e 0,67 kg/m3 a 5,0 km. Suponha que os aviões possuem a mesma área de seção reta efetiva e o mesmo coeficiente de arrasto C.

9. Qual é o menor raio de uma curva sem compensação (plana) que permite que um ciclista a 29 km/h faça a curva sem derrapar se o coeficiente de atrito estático entre os pneus e a pista é de 0,32?

10. Um viciado em movimentos circulares, com 80 kg de massa, está andando em uma roda-gigante que descreve uma circunferência vertical de 10 m de raio a uma velocidade escalar constante de 6,1 m/s. (a) Qual é o período do movimento? Qual é o módulo da força normal exercida pelo assento sobre o viciado quando ambos passam (b) pelo ponto mais alto da trajetória circular e (c) pelo ponto mais baixo?